JP3302710B2 - Substrate heating method using low voltage arc discharge and variable magnetic field - Google Patents
Substrate heating method using low voltage arc discharge and variable magnetic fieldInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、真空室内に設けられた
被加熱材を加熱するための方法に関するものである。こ
のような方法は、排気、はんだ付け、焼結、硬化の目的
で、および被覆法またはイオン処理法と組み合わせて用
いられる。その際、被加熱材はできるだけ一様に加熱さ
れなければならない。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for heating a material to be heated provided in a vacuum chamber. Such methods are used for evacuation, soldering, sintering, curing, and in combination with coating or ion treatment. The material to be heated must be heated as uniformly as possible.
【０００２】[0002]
【従来の技術】公知の真空熱処理炉において、被加熱材
は、たとえば加熱面に囲まれ、加熱面の熱が放射または
熱伝導により被加熱材に伝達される。導電性の被加熱材
は誘導電流によって加熱することもできる。さらに、熱
源にグロー放電を使用することが公知である。この熱源
はいわゆる異常放電の場合に全陰極面が均等に覆われる
ため、陰極に接続された被加熱材を一様に加熱すること
ができる。さらに、被加熱材、たとえば溶融されるべき
金属を真空中で電子照射によって加熱することが公知で
ある。この場合、電子源を特別の幾何学的関係に配置す
ることによって、被加熱材において所望の温度分布が生
じるようにしなければならない。従来、均等な加熱を達
成するには相当高いコストが必要であった。しかし、通
常電子照射はまさに反対の方針で、つまり周囲との温度
差が大きい、局部的に狭く限定された高温部を得るため
に用いられる。電子照射は焦点調節が容易なため、特に
この目的に適している。2. Description of the Related Art In a known vacuum heat treatment furnace, a material to be heated is surrounded by, for example, a heating surface, and heat of the heating surface is transmitted to the material to be heated by radiation or heat conduction. The conductive material to be heated can be heated by an induced current. Furthermore, it is known to use glow discharges as heat sources. Since this heat source uniformly covers the entire cathode surface in the case of so-called abnormal discharge, the material to be heated connected to the cathode can be uniformly heated. Furthermore, it is known to heat a material to be heated, for example the metal to be melted, by electron irradiation in a vacuum. In this case, the electron source must be arranged in a special geometric relationship so that the desired temperature distribution is produced in the material to be heated. Heretofore, achieving uniform heating has required considerable costs. However, electron irradiation is usually used in the exact opposite direction, that is, to obtain a locally narrow and limited hot part with a large temperature difference from the surroundings. Electron irradiation is particularly suitable for this purpose because of easy focus adjustment.
【０００３】電子照射による加熱の特殊な形態は、低電
圧アーク放電を用いる加熱法である。本説明における低
電圧アーク放電とは、熱放射によって電子を放出する高
温の陰極と、他方の陽極との間で燃焼する気体放電を意
味する（これに関連して陰極が基体放電のみによって放
射温度に加熱されるか、または付加的に加熱されるかは
重要ではない）。たいていは陰極の近傍に、たとえば中
空陰極の空洞部や、開口部を介して真空室と連通してい
る特別の熱陰極室に貴ガスが送入される。中空陰極また
は熱陰極室から開口部を通って加熱室に進入するプラズ
マを磁界を用いて収束させることが慣用である。その
際、電子は中心線が磁界の磁力線にほぼ等しい狭い螺旋
経路を移動する。この種類の配置構成は、たとえば米国
特許No．３２１０ ４５４および米国特許No．４ １９
７ １７５により公知である。いずれの公報も、陽極に
接続された溶融材を、磁気によって収束された低電圧ア
ークを用いて加熱する方法について述べている。この場
合、低電圧アーク放電は溶融材に向けられている。これ
は、磁力線、したがって螺旋状の電子経路が、上記の開
口部および溶融材を通って進行することによって達成さ
れる。したがってこの場合、低電圧アークは周囲との温
度差が大きい、局部的に限定された高温部を生むために
用いる。表面を一様に加熱しなければならない被加熱材
の熱処理に電子放射炉またはアーク炉を用いることは、
上述のように難しいと思われた。それというのも、被加
熱材の上に十分均等な電流密度分布はほとんど達成でき
なかったからである。A special form of heating by electron irradiation is a heating method using low voltage arc discharge. The low-voltage arc discharge in the present description means a gas discharge burning between a high-temperature cathode that emits electrons by thermal radiation and the other anode (in this context, the cathode emits a radiation temperature only by the substrate discharge). It does not matter whether the heating is carried out or additionally. In most cases, the noble gas is fed into the vicinity of the cathode, for example into the cavity of a hollow cathode or into a special hot cathode chamber which communicates with the vacuum chamber via an opening. It is customary to use a magnetic field to converge the plasma entering the heating chamber from the hollow cathode or hot cathode chamber through the opening. The electrons then travel in a narrow spiral path whose center line is approximately equal to the magnetic field lines of the magnetic field. This type of arrangement is described, for example, in US Pat. 3210 454 and U.S. Pat. 419
7 175. Both publications describe a method of heating a molten material connected to an anode using a low-voltage arc converged by magnetism. In this case, the low voltage arc discharge is directed at the molten material. This is achieved by the fact that the field lines, and thus the spiral electron paths, travel through the openings and the melt. Therefore, in this case, the low-voltage arc is used to create a locally limited high-temperature portion having a large temperature difference from the surroundings. The use of an electron emission furnace or arc furnace for heat treatment of a material to be heated, whose surface must be uniformly heated,
It seemed difficult as mentioned above. This is because a sufficiently uniform current density distribution on the material to be heated could hardly be achieved.
【０００４】さらに、スイス・リヒテンシュタイン特許
No．６５８ ５４５では、真空室において磁気的に収束
された低電圧アーク放電を維持することによって被加熱
材を一様に加熱する方法が提案されている。この場合、
磁力線が被加熱材の表面とほぼ平行に進行するように、
磁界が維持される。しかし、この方法は、特に縦に長い
被加熱材または基体の場合は、不適切であることが判明
した。なぜならば、基体は磁界のいわゆる中心部で磁界
の周縁部より強く加熱される結果、母材の硬度損失を来
すからである。最後に西独公開公報No．３８ ２９ ２
６０には、加熱段階に陰極と被覆されるべき対象との間
に遮蔽体を配置することが提案されている。この遮蔽体
はプロセス温度に達すると、取り除かれる。しかし、こ
の方法によっては一様な加熱の問題は解決されない。[0004] Further, the Swiss Liechtenstein patent
No. 658 545 proposes a method for uniformly heating a material to be heated by maintaining a magnetically focused low voltage arc discharge in a vacuum chamber. in this case,
As the lines of magnetic force travel almost parallel to the surface of the material to be heated,
The magnetic field is maintained. However, this method has proved to be unsuitable, especially for long longitudinally heated materials or substrates. This is because the base is heated more at the so-called center of the magnetic field than at the periphery of the magnetic field, resulting in a loss of hardness of the base material. Finally, West German Publication No. 38 29 2
60 proposes to place a shield between the cathode and the object to be coated during the heating stage. This shield is removed when the process temperature is reached. However, this method does not solve the problem of uniform heating.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、被加
熱材または基体を一様に加熱する方法を提案することで
ある。それによって、たとえば縦に長い基体、または複
数の基体を取り付けた縦に長い基体保持具も一様に加熱
されなければならない。It is an object of the present invention to propose a method for uniformly heating a material to be heated or a substrate. Thereby, for example, a vertically long substrate or a vertically long substrate holder with a plurality of substrates mounted thereon must also be heated uniformly.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明において上記の課
題は、請求項１に記載された方法によって解決される。
本発明による方法において、被加熱材または被覆される
べき基体は加熱室内で気体放電または低電圧アーク放電
によって加熱される。その際、気体放電または低電圧ア
ーク放電は磁気によって収束され、少なくとも加熱中は
少なくとも１つの局部的に可変な、および／または移動
可能な磁界によって維持される。この場合、磁界を固定
的に保持し、磁気コイル内の電流の強さを変化させる
か、磁気コイルを局部的に移動させることが可能であ
る。その際、真空室内における電流密度の分布に影響を
与えて、気体放電において電子を真空室の種々の領域に
移動させ、それによって基体表面または被加熱材表面の
一様な加熱を実現することが重要である。電流密度が大
きいと、対応する基体領域が局部的に強く加熱されるこ
とになる。磁界の変化によって電子を随所に移動させる
ことにより、基体の一様な加熱が実現される。According to the present invention, the above object is achieved by a method according to claim 1.
In the method according to the invention, the material to be heated or the substrate to be coated is heated in a heating chamber by a gas discharge or a low-voltage arc discharge. The gas discharge or the low-voltage arc discharge is converged by magnetism and is maintained at least during heating by at least one locally variable and / or movable magnetic field. In this case, it is possible to hold the magnetic field fixedly and change the intensity of the current in the magnetic coil, or move the magnetic coil locally. In doing so, it affects the distribution of current density in the vacuum chamber and moves electrons to various areas of the vacuum chamber in gas discharge, thereby realizing uniform heating of the substrate surface or the surface of the material to be heated. is important. Higher current densities will result in localized localized heating of the corresponding substrate region. The uniform heating of the substrate is realized by moving the electrons everywhere by the change in the magnetic field.
【０００７】好適な実施例によると、一部重なった少な
くとも２つの磁界が維持され、これらの磁界は交互によ
り強く、またはより弱く操作される。この方法により、
基体表面に沿ってより強い、またはより弱い加熱が交互
に実現される。この場合、電子は磁界がより弱い領域に
押しやられる。これに応じて基体は、より弱い磁界が維
持される領域でより強く加熱される。少なくとも１つ
の、または上記の２つの磁界が被加熱材または基体の表
面と平行に局部的に可変に、および／または移動可能に
維持されることが有利である。もちろん、被加熱材また
は被覆されるべき基体を磁界において同時に局部的に動
かすことも可能である。[0007] According to a preferred embodiment, at least two partially overlapping magnetic fields are maintained, and these magnetic fields are alternately operated stronger or weaker. With this method,
Alternating or stronger heating along the substrate surface is achieved. In this case, the electrons are pushed to an area where the magnetic field is weaker. In response, the substrate is more strongly heated in areas where a weaker magnetic field is maintained. Advantageously, at least one or the two magnetic fields are maintained locally variable and / or movable parallel to the surface of the material to be heated or the substrate. Of course, it is also possible to simultaneously and locally move the material to be heated or the substrate to be coated in a magnetic field.
【０００８】本発明の方法の更に好適な実施例が、請求
項５〜８に記載されている。さらに、この方法を実施す
るために、被加熱材または被覆されるべき基体を均等に
加熱するための装置が提案される。この装置は被加熱材
または基体を収容するための真空室、ならびに高温陰極
と真空室の領域に配置された少なくとも１つの磁気コイ
ルとを有する、前記の真空室と連通した陰極室を包含し
ている。この磁気コイルは、真空室において少なくとも
加熱中は局部的に可変な、および／または移動可能な磁
界が維持され得るように操作することができる。真空室
内で被加熱材または基体とほぼ共軸な２つの磁界が発生
するように、互いに離れて配置された少なくとも２つの
磁気コイルが真空室に設けられているのが有利である。[0008] Further preferred embodiments of the method according to the invention are defined in claims 5-8. Furthermore, in order to carry out the method, an apparatus is proposed for uniformly heating the material to be heated or the substrate to be coated. The apparatus includes a vacuum chamber for containing a material to be heated or a substrate, and a cathode chamber in communication with the vacuum chamber having a hot cathode and at least one magnetic coil disposed in the area of the vacuum chamber. I have. The magnetic coil can be operated in a vacuum chamber such that a locally variable and / or movable magnetic field can be maintained, at least during heating. Advantageously, the vacuum chamber is provided with at least two magnetic coils which are arranged at a distance from one another such that two magnetic fields which are substantially coaxial with the material to be heated or the substrate are generated in the vacuum chamber.
【０００９】[0009]
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１において１は鐘形の真空室（ベルジ
ャー）を表す。真空室内では被加熱材３が容器２によっ
て支持されている。保持具２は電気的絶縁体４を介して
真空室の床板５に固定されており、気密な電流貫通部６
を介して電源装置７の陽極と接続されている。真空室の
上部にはグロー陰極室８が取り付けられており、開口部
９を介して真空室１の内部と連通している。このグロー
陰極室には、絶縁板１１に支持されたグロー陰極１２が
収容されている。グロー陰極は、図示するように、通電
によって加熱された導線であることができる。グロー陰
極を、加熱された、または自己発熱する中空陰極として
形成することもできる。気体をグロー陰極室に送入する
ために、制御弁１３が設けられている。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a bell-shaped vacuum chamber (bell jar). In the vacuum chamber, the material to be heated 3 is supported by the container 2. The holder 2 is fixed to a floor plate 5 of a vacuum chamber via an electrical insulator 4, and has an airtight current penetration portion 6.
And is connected to the anode of the power supply device 7 via the. A glow cathode chamber 8 is attached to the upper part of the vacuum chamber, and communicates with the inside of the vacuum chamber 1 through an opening 9. The glow cathode chamber accommodates a glow cathode 12 supported on an insulating plate 11. The glow cathode, as shown, can be a wire heated by energization. The glow cathode can also be formed as a heated or self-heating hollow cathode. A control valve 13 is provided for introducing gas into the glow cathode chamber.
【００１０】２つの磁気コイル１４ａおよび１４ｂは、
真空室１と共軸な磁界１６を発生する。開口部９から始
まって、中央の磁力線をたどると、磁界１６は最初は強
く、磁気コイル１４ａの中心面で最大強度に達する。開
口部９からさらに離れると、磁界１６は磁気コイル１４
ｂの中心面において第２の最大強度に達する。この場
合、磁界１６の強さは、２つの磁気コイル１４ａまたは
１４ｂがどの強さの電流で操作されるかに依存してい
る。図１に示す装置において、２つの磁気コイル１４ａ
および１４ｂは種々の電流強度で操作できるようになっ
ている。[0010] The two magnetic coils 14a and 14b are:
A magnetic field 16 coaxial with the vacuum chamber 1 is generated. Starting from the opening 9 and following the central line of magnetic force, the magnetic field 16 is initially strong and reaches a maximum intensity at the center plane of the magnetic coil 14a. Further away from the opening 9, the magnetic field 16
A second maximum intensity is reached at the center plane of b . In this case, the strength of the magnetic field 16 depends on which strength of the current the two magnetic coils 14a or 14b are operated with. In the device shown in FIG. 1, two magnetic coils 14a
And 14b can be operated at various current intensities.
【００１１】加熱プロセスを実施するために、高真空ポ
ンプを用いてポンプスリーブ１５で真空室およびこれと
連通しているグロー陰極室の空気を抜き、気圧を約０．
０１Ｐ以下に下げる。次に、ポンプを稼働させながら、
制御弁１３を介して気体、たとえばアルゴンを送入し
て、真空室内の圧力を０．１〜１Ｐに調節する。次にグ
ロー陰極１２を加熱し、電源装置７のスイッチを入れ
る。この電源装置は、たとえば１００Ｖの電圧を生み出
す。開口部９を通して真空室１に進入する電子は、磁界
強度が十分な場合（たとえば０．０１Ｔ）、磁界の磁力
線をたどる。磁界の作用によって、軸に対して垂直の方
向よりも、電子は軸と平行な方向に容易に動くことがで
きる。それによって電子流は、陽極に接続された容器２
の全体に分布する。In order to carry out the heating process, the air in the vacuum chamber and the glow cathode chamber communicating therewith is evacuated by a pump sleeve 15 using a high vacuum pump, and the pressure is reduced to about 0.1 bar.
01P or less. Next, while running the pump,
A gas, for example, argon is fed through the control valve 13 to adjust the pressure in the vacuum chamber to 0.1 to 1P. Next, the glow cathode 12 is heated, and the power supply 7 is turned on. This power supply produces a voltage of, for example, 100V. Electrons entering the vacuum chamber 1 through the opening 9 follow the magnetic field lines of the magnetic field when the magnetic field strength is sufficient (for example, 0.01 T). By the action of a magnetic field, electrons can move more easily in a direction parallel to the axis than in a direction perpendicular to the axis. The electron flow is thereby transmitted to the container 2 connected to the anode.
Distributed throughout.
【００１２】磁気コイルが１つだけ設けられているＣＨ
−ＰＳ６５８ ５４５による対応する装置とは反対に、
磁気コイルを２つ設けるだけで、被加熱材に沿った一様
な加熱という点で著しい改善が得られる。しかし、２つ
の磁気コイル１４ａおよび１４ｂの磁界強度が等しい場
合、磁気コイル１４ａまたは１４ｂの中心面において被
加熱材に最大温度が成立する。それゆえ、異なる磁界が
発生するように、２つの磁気コイル１４ａおよび１４ｂ
を異なるコイル電流で操作することが有利である。磁界
を変化させることによって、図１を基準とした垂直方向
における電流密度の分布に影響を与えることができる。
上部のコイルにおける磁界がより強いと、気体放電にお
いて電子は下方の基体領域に押しやられ、そこがより強
く加熱される。下方の磁界を拡大すると、上方の基体領
域がより強く加熱される。CH having only one magnetic coil
-Opposite to the corresponding device according to PS658 545,
The mere provision of two magnetic coils provides a significant improvement in uniform heating along the material to be heated. However, when the magnetic field intensities of the two magnetic coils 14a and 14b are equal, the maximum temperature is established in the material to be heated at the center plane of the magnetic coils 14a or 14b. Therefore, the two magnetic coils 14a and 14b
Is advantageously operated with different coil currents. By changing the magnetic field, the distribution of the current density in the vertical direction with reference to FIG. 1 can be influenced.
The stronger the magnetic field in the upper coil, the more the electrons are forced into the lower substrate region in the gas discharge, which is heated more strongly. Increasing the lower magnetic field heats the upper substrate region more strongly.
【００１３】図２に、２つの磁気コイル１４ａおよび１
４ｂの操作例をグラフの形で示す。図２の上のグラフは
上部磁気コイルにおける電流強度を基準としており、下
のグラフは下部磁気コイル１４ｂにおける電流強度に関
する。図２によれば、加熱段階の開始時は、最初に上部
磁気コイルにおいて、下部磁気コイルより強い電流Ｉが
貫流する。それに続く２分間では電流の強さは逆にな
る。つまり、下方磁界が上方磁界より強くなる。上述の
ように、異なる磁界により、気体放電において電子は随
所に移動するため、この方法で基体または被加熱材３は
全表面にわたって一様に加熱される。FIG. 2 shows two magnetic coils 14a and 1
An operation example of 4b is shown in the form of a graph. The upper graph in FIG. 2 is based on the current intensity in the upper magnetic coil, and the lower graph is related to the current intensity in the lower magnetic coil 14b. According to FIG. 2, at the beginning of the heating phase, initially a higher current I flows through the upper magnetic coil than through the lower magnetic coil. In the following two minutes, the intensity of the current is reversed. That is, the lower magnetic field becomes stronger than the upper magnetic field. As described above, the electrons move everywhere in the gas discharge due to the different magnetic fields, so that the substrate or the material to be heated 3 is uniformly heated over the entire surface in this manner.
【００１４】図３および４に、磁界を種々に操作した場
合の影響をグラフの形で示す。その際、図４による等し
い磁界の場合、被覆設備または加熱室の下方領域と上方
領域は、中央領域より弱く加熱される。図３による種々
の磁界においては、加熱は一様に行われ、磁界を変化さ
せずに操作する場合の加熱のほぼ平均値に相当する。図
４のグラフによって明らかなように、２つの磁界が存在
するだけでなく、図３に示すように、これらの磁界を種
々に操作することによって被加熱材が一様に加熱される
のである。これは図２に関して説明したとおりである。FIGS. 3 and 4 show in graphical form the effect of various manipulations of the magnetic field. In this case, with an equal magnetic field according to FIG. 4, the lower and upper regions of the coating facility or heating chamber are heated less than the central region. In the various magnetic fields according to FIG. 3, the heating is uniform and corresponds to approximately the average value of the heating when operating without changing the magnetic field. As is apparent from the graph of FIG. 4, not only are two magnetic fields present, but as shown in FIG. 3, the material to be heated is uniformly heated by variously operating these magnetic fields. This is as described with reference to FIG.
【００１５】いうまでもなく、図１に示す装置は１つの
仕様を例示したものにすぎず、任意の方法で修正または
変形することができる。たとえば、局部的に移動可能な
１つの磁気コイルを配置することも可能である。また、
複数の磁気コイルを配置することも可能である。その
際、たとえば付加的に１つの磁気コイルをグロー陰極室
８の領域に配置することができる。１つの磁気コイルを
グロー陰極室８に配置する場合、真空室１に沿ってただ
１つの磁気コイル１４を配置することも可能である。ま
た、このように配置された磁気コイルの電流強度Ｉを変
えることによって、真空室内に種々の磁界を生み出すこ
とも可能である。もちろん、グロー陰極室に代えて、西
独公開公報No．３８ ２９ ２６０に記載されているよ
うなアークシュートを用いることも可能である。Of course, the device shown in FIG. 1 is only an example of one specification and can be modified or modified in any manner. For example, it is also possible to arrange one magnetic coil which can be moved locally. Also,
It is also possible to arrange a plurality of magnetic coils. In this case, for example, an additional magnetic coil can be arranged in the region of the glow cathode chamber 8. If one magnetic coil is arranged in the glow cathode chamber 8, it is also possible to arrange only one magnetic coil 14 along the vacuum chamber 1. Further, by changing the current intensity I of the magnetic coil arranged as described above, it is possible to generate various magnetic fields in the vacuum chamber. Of course, instead of the glow cathode chamber, West German Patent Publication No. It is also possible to use an arc chute as described in 38 29 260.
【００１６】[0016]
【発明の効果】発明にとって本質的なのは、被覆室また
は加熱室または真空室において少なくとも１つの可変な
磁界を発生させ、加熱工程中に室内の電流密度を局部的
に変化させることである。Essential to the invention is the generation of at least one variable magnetic field in the coating or heating chamber or the vacuum chamber, to locally change the current density in the chamber during the heating process.
【図１】２つの磁気コイルを有する本発明による加熱室
または被覆室である。FIG. 1 is a heating or coating chamber according to the invention with two magnetic coils.
【図２】２つの磁気コイルの操作のグラフである。FIG. 2 is a graph of the operation of two magnetic coils.
【図３】種々の磁界を有する真空室または被覆設備にお
ける温度分布のグラフである。FIG. 3 is a graph of temperature distribution in a vacuum chamber or coating facility with various magnetic fields.
【図４】均等な磁界を有する真空室または被覆設備にお
ける温度分布のグラフである。FIG. 4 is a graph of the temperature distribution in a vacuum chamber or coating facility with a uniform magnetic field.
１…加熱室 ２…容器 ３…基体 ８…陰極室 ９…開口部 １４ａ，１４ｂ…磁気コイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heating chamber 2 ... Container 3 ... Substrate 8 ... Cathode chamber 9 ... Opening 14a, 14b ... Magnetic coil
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−205190（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−161062（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−180989（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−103729（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−239558（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 H05B 7/00 - 7/22 H01J 37/32 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-59-205190 (JP, A) JP-A-57-161062 (JP, A) JP-A-59-180989 (JP, A) JP-A 52-205 103729 (JP, A) JP-A-2-239558 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C23C 14/00-14/58 H05B 7/ 00-7/22 H01J 37/32
Claims (13)
子発生用陰極と、被加熱材または被覆されるべき基体の
保持具における陽極との間で、被加熱材または被覆され
るべき基体に気体放電または低電圧アーク放電を用いて
照射することにより被加熱材または基体を一様に加熱す
る方法であって、 気体放電または低電圧アーク放電が真空室内で磁気的に
収束状態に維持されるものにおいて、 電流密度または電子密度の分布に影響を与えるために、
少なくとも加熱中は少なくとも１つの局部的に可変な、
および／または移動可能な磁界が維持されることを特徴
とする方法。In a vacuum chamber, between a cathode for electron generation which is not in contact with a substrate and an anode of a holder for a material to be heated or a substrate to be coated, a gas is applied to the material to be heated or the substrate to be coated. A method for uniformly heating a material to be heated or a substrate by irradiating using a discharge or a low-voltage arc discharge, wherein a gas discharge or a low-voltage arc discharge is maintained in a magnetically converged state in a vacuum chamber. In order to affect the distribution of current density or electron density,
At least one locally variable during heating at least;
And / or wherein a movable magnetic field is maintained.
更に強く、または弱く加熱をひきおこすために、交互に
より強く、またはより弱く駆動される、一部重なった少
なくとも２つの磁界が維持されることを特徴とする請求
項１に記載の方法。2. At least two partially superposed magnetic fields, driven alternately stronger or weaker, are maintained to cause a strong or weak local change along the material or substrate to be heated. The method of claim 1, wherein
基体の表面に沿って平行に局部的に可変に、および／ま
たは移動可能に維持されることを特徴とする請求項１ま
たは請求項２に記載の方法。3. The method according to claim 1, wherein the at least one magnetic field is maintained locally variably and / or movably parallel to the surface of the material to be heated or the substrate. The described method.
体が動かされることを特徴とする請求項１から請求項３
までのいずれか１つに記載の方法。4. The method according to claim 1, wherein the material to be heated or the substrate to be coated is simultaneously moved.
The method according to any one of the above.
極室内にある高温陰極と陽極との間で行われることを特
徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１つに記
載の方法。5. The method as claimed in claim 1, wherein the gas discharge or the low-voltage arc discharge is carried out between a hot cathode and an anode in a cathode chamber. .
容器との間の開口部を通過する磁力線が被加熱材または
基体を貫流しないように磁界が維持されることを特徴と
する請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載の
方法。6. A magnetic field is maintained so that lines of magnetic force passing through an opening between the cathode chamber and the container to be heated or the substrate do not flow through the material to be heated or the substrate during heating. The method according to any one of claims 1 to 5.
放電の陽極として接続されることを特徴とする請求項１
から請求項６までのいずれか１つに記載の方法。7. The material to be heated or the substrate itself is connected as an anode for low-voltage arc discharge.
The method according to any one of the preceding claims.
面領域において、これらとほぼ平行な磁界が維持される
ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか
１つに記載の方法。8. The method according to claim 1, wherein a magnetic field substantially parallel to the surface of the material to be heated or the surface of the substrate to be heated is maintained. Method.
に配置されることを特徴とする請求項１から請求項８ま
でのいずれか１つに記載の方法。9. The method according to claim 1, wherein the material to be heated or the substrate is arranged around the plasma flux.
一様に加熱するための被覆室または加熱室と、基体また
は被加熱材と接していない、電子を発生させる陰極と、
気体放電または低電圧アーク放電を発生させるための、
被加熱材または基体の容器を備えた陽極とを有する装置
において、磁界を発生させるための少なくとも１つの装
置（１４ａ，１４ｂ）が加熱室の外側に配置されてお
り、該装置が局部的に可変な磁界を発生可能であるよう
に駆動できることを特徴とする請求項１から請求項９ま
でのいずれか１つに記載の方法を実施するための装置。10. A coating chamber or heating chamber for uniformly heating a material to be heated or a substrate to be coated, a cathode for generating electrons not in contact with the substrate or the material to be heated,
For generating gas discharge or low voltage arc discharge,
At least one device (14a, 14b) for generating a magnetic field is arranged outside the heating chamber, wherein the device is locally variable. 10. Apparatus for implementing the method according to claim 1, wherein the apparatus can be driven to generate a strong magnetic field.
内にある、被加熱材または基体（３）用の容器（２）
と、高温陰極（１２）を具備し、低電圧アーク放電によ
って発生させられるプラズマの通過するための開口部
（９）を介して加熱室と連通している陰極室（８）とを
有する装置において、磁界を発生させるための少なくと
も１つの装置（１４ａ，１４ｂ）が加熱室の外側に配置
されており、該装置が局部的に可変な磁界を発生可能で
あるように駆動できることを特徴とする請求項１から請
求項９までのいずれか１つに記載の方法を実施するため
の装置。11. An evacuable vacuum chamber (1) and a container (2) in the vacuum chamber for a material to be heated or a substrate (3).
And a cathode chamber (8) comprising a hot cathode (12) and communicating with a heating chamber via an opening (9) for the passage of plasma generated by low voltage arc discharge. At least one device (14a, 14b) for generating a magnetic field is arranged outside the heating chamber , said device being operable to generate a locally variable magnetic field. An apparatus for performing the method according to any one of claims 1 to 9.
たは被覆されるべき基体の容器とほぼ平行に移動可能に
配置されていることを特徴とする請求項１０または請求
項１１に記載の装置。12. The device according to claim 10, wherein the device for generating a magnetic field is movably arranged substantially parallel to the container to be heated or the substrate to be coated. .
収束させる磁界を発生させるための、互いに離れた少な
くとも２つの磁気コイル（１４ａ，１４ｂ）を具備し、
その際、該磁気コイルによって発生される磁力線が、被
加熱材または被覆されるべき基体の容器とほぼ平行に進
むように、前記磁気コイルが配置されていることを特徴
とする請求項１０から請求項１２までのいずれか１つに
記載の装置。13. An apparatus for generating a magnetic field, comprising: at least two magnetic coils (14a, 14b) spaced apart from each other for generating a magnetic field for converging a plasma;
At this time, the magnetic coil is arranged so that a magnetic field line generated by the magnetic coil travels substantially parallel to a material to be heated or a container of a substrate to be coated. Item 13. The apparatus according to any one of items 12 to 12.
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